KR101300258B1 - 스크롤 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것이다. 본 발명은, 스러스트 베어링면에 환형 또는 다수개의 미세홈 또는 원호형으로 된 저유홈이 형성됨으로써, 상기 선회스크롤의 베이스부가 메인프레임에 밀착되어 스러스트 베어링면이 긴밀하게 압착되더라도 상기 포켓부의 오일이 저유홈에 저장되어 상기 스러스트 베어링면을 원활하게 윤활할 수 있게 된다. 또, 상기 포켓부와 보스부 사이의 간극을 적절하게 조절하여 오일펌핑효과를 극대화함으로써 사기 스러스트 베어링면의 윤활효과를 더욱 높일 수 있다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 특히 분리식 선회스크롤을 갖는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 스크롤 압축기는 대향하는 한 쌍의 스크롤에 의해 형성되는 압축실의 체적을 변화시켜 냉매가스를 압축하는 압축기이다. 스크롤 압축기는 왕복동식 압축기 또는 로타리 압축기에 비해 효율이 높고, 진동 및 소음이 낮으며, 소형 및 경량화가 가능하여 특히 공기조화기에 넓게 사용되고 있는 추세이다.

상기 스크롤 압축기는 냉매가 압축실로 공급되는 유형에 따라 저압식과 고압식으로 구분될 수 있다. 즉, 저압식 스크롤 압축기는 냉매가 케이싱의 내부공간을 통해 압축실로 간접 흡입되는 것으로 상기 케이싱의 내부공간이 흡입공간과 토출공간으로 나뉘어져 있다. 반면, 고압식 스크롤 압축기는 냉매가 케이싱의 내부공간을 거치지 않고 직접 압축실로 공급되었다가 상기 케이싱의 내부공간으로 토출되는 것으로 상기 케이싱의 내부공간 전체가 토출공간으로 이루어진다.

그리고 상기 스크롤 압축기는 압축실의 실링방식에 따라 팁실방식과 배압방식으로 구분될 수 있다. 즉, 상기 팁실방식은 각 스크롤의 랩 선단에 팁실을 설치하여 압축기의 운전시 팁실이 부상하면서 맞은편 스크롤의 경판부에 밀착되도록 하는 방식이다. 반면, 배압방식은 한 쪽 스크롤의 배면에 배압실을 형성하고 그 배압실에 중간압의 오일이나 냉매를 유도하여 상기 스크롤이 배압실의 압력에 밀려 맞은 편 스크롤에 밀착되도록 하는 방식이다. 통상, 팁실방식은 저압식 스크롤 압축기에 적용되는 반면 배압방식은 고압식 스크롤 압축기에 적용되고 있다.

그리고 상기 스크롤 압축기는 선회스크롤의 양 측면이 고정스크롤과 메인프레임과 접한 상태에서 선회운동을 하게 된다. 따라서 상기 선회스크롤의 형상을 정확하게 가공하여야 선회스크롤의 진동을 억제하고 마찰로 인한 손실을 최소화할 수 있다. 이를 위해, 종래에는 메인프레임과 접촉하는 베어링면을 선가공한 후 랩부를 후가공하는 것이었으나, 이로 인해 작업시간이 길어지고 랩부를 가공하는 과정에서 베어링면이 손상될 우려가 있을 뿐만 아니라, 압축기의 용량에 따라 선회스크롤과 고정스크롤의 형상, 특히 랩부의 형상과 크기를 달리하여야 하므로 선회스크롤의 설계 및 제조에 상당한 시간이 소요되고 있다.

또, 상기 배압실에 인가되는 압력에 따라 선회스크롤의 베어링면이 고정스크롤의 베어링면을 누르는 압력이 달라지게 된다. 따라서, 냉매의 누설을 방지하면서도 마찰력을 줄이기 위해서는 상기 배압실에 인가되는 압력을 적정하게 유지하여야 한다. 하지만, 스크롤 압축기는 선회스크롤 전체를 배압실의 압력으로 지지하여야 하므로 배압실에 상당한 정도의 고압이 인가되어야 하는 것은 물론, 배압실 압력에 변동이 있는 경우에는 선회스크롤의 고정스크롤에 대한 밀착력에 크게 영향을 주는 문제가 있다. 특히, 배압실의 압력은 토출압에 의해 영향을 받게 되는데, 압축기에 인가되는 부하에 따라 토출압에도 변동이 있게 되므로 상기 선회스크롤과 고정스크롤 사이의 실링 성능 및 마찰 손실이 부하 변동에 의해 영향을 받게 될 수 있다.

이를 감안하여, 종래에는 선회스크롤을 고정스크롤과 맞물려 압축실을 형성하는 랩부와 그 랩부를 축방향으로 지지하는 동시에 크랭크축에 결합되어 구동력을 전달받아 상기 랩부를 선회운동시키는 베이스부로 분리하며, 상기 랩부와 베이스부 사이에 배압실을 형성하는 분리식 선회스크롤을 갖는 스크롤 압축기가 알려져 있다.

상기와 같이 분리식 선회스크롤을 갖는 스크롤 압축기는, 상기 선회스크롤이 랩부와 베이스부로 분리됨에 따라 선회스크롤의 가공이 용이하고, 상기 배압실이 랩부와 베이스부 사이에 형성됨에 따라 작은 배압력으로도 랩부를 안정적으로 지지할 수 있을 뿐만 아니라 토출압의 변동에도 실링 성능의 저하 및 마찰손실을 줄일 수 있다.

여기서, 상기 랩부가 배압력에 의해 상승하여 고정스크롤과 밀착된 상태로 선회운동을 하게 되므로 상기 랩의 선단면과 경판면 사이에는 일정량의 윤활이 필요하게 되나, 저압식 스크롤 압축기에서는 오일이 냉매와 섞여 압축실로 공급되는 반면 고압식에서는 메인프레임과 선회스크롤 사이의 스러스트 베어링면을 통해 오일이 압축실로 공급되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래의 분리식 선회스크롤을 갖는 스크롤 압축기에서는, 상기 베이스부가 배압실의 압력에 의해 랩부에 대해 반대방향으로 밀려나면서 상기 메인프레임에 밀착됨에 따라 상기 베이스부와 메인프레임 사이의 스러스트 베어링면으로 충분한 양의 오일이 공급되지 못하면서 마찰손실이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 상기 베이스부와 메인프레임 사이의 스러스트 베어링면에 오일이 원활하게 공급될 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이스; 상기 케이스 내에 설치되는 고정스크롤; 상기 고정스크롤과 맞물려 압축실을 형성하고, 상기 고정스크롤과 함께 스러스트 베어링면을 형성하는 랩부; 상기 랩부와 결합되고 그 랩부와의 사이에 배압실이 형성되어 상기 랩부를 상기 고정스크롤 측으로 이동 가능하게 지지하는 베이스부; 상기 베이스부의 배면에 결합되어 상기 베이스부와 랩부를 편심회전시키는 구동 모터; 및 상기 베이스부를 축방향으로 지지하여 스러스트 베어링면을 형성하며, 상기 케이스 내에 설치되는 메인프레임;을 포함하며, 상기 베이스부와 메인프레임 사이의 스러스트 베어링면에는 오일이 담기도록 저유부가 형성되는 스크롤 압축기가 제공된다.

여기서, 상기 베이스부는 상기 구동 모터의 회전축과 결합되는 보스부가 포함되고, 상기 메인프레임에는 상기 보스부가 수용되어 선회운동을 하도록 포켓부가 형성되며, 상기 포켓부의 바깥쪽과 이에 대응하는 상기 베이스부의 저면에는 함께 스러스트 베어링면을 이루도록 스러스트면이 각각 형성되고, 상기 스러스트면들 중에서 적어도 어느 한 쪽에 상기 저유부가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 포켓부의 내주면과 상기 보스부의 외주면 사이의 최대간극을 ε라고 하고 상기 포켓부의 반경을 R이라고 할 때, 상기 최대간극 대비 포켓부의 반경 비율(ε/R)이 0.05 ~ 0.08배 이하, 바람직하게는 0.07배 이하가 되도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 저유부는 환형홈 또는 다수 개의 미세홈 또는 복수 개의 원호형 홈 중에서 어느 한 개로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 저유부는 그 내주면이 상기 포켓부와 연통되도록 오일안내부가 형성될 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 스러스트 베어링면에 환형 또는 다수개의 미세홈 또는 원호형으로 된 저유홈이 형성됨으로써, 상기 선회스크롤의 베이스부가 메인프레임에 밀착되어 스러스트 베어링면이 긴밀하게 압착되더라도 상기 포켓부의 오일이 저유홈에 저장되어 상기 스러스트 베어링면을 원활하게 윤활할 수 있게 된다. 또, 상기 포켓부와 보스부 사이의 간극을 적절하게 조절하여 오일펌핑효과를 극대화함으로써 사기 스러스트 베어링면의 윤활효과를 더욱 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 제1 실시예를 도시한 단면도,
도 2는 도 1에 따른 압축기구부를 확대하여 도시한 부분 절개도,
도 3은 도 1에 따른 선회스크롤을 도시한 분해사시도,
도 4는 도 1에 따른 선회스크롤을 확대하여 도시한 단면도,
도 5a 내지 도 5c는 도 1에 도시된 제1 실시예가 작동되는 과정을 개략적으로 도시한 평면도,
도 6a 내지 도 8b는 본 발명에 따른 스크롤 압축기에서 저유부의 실시예들을 보인 평면도,
도 9는 포켓부의 내경과 보스부의 외경 사이의 관계를 설명하기 위해 보인 개략도,
도 10은 포켓부의 내경과 보스부의 외경 사이의 간극 대비 포켓부 내경의 비율변화에 따른 오일펌핑효과를 비교하여 보인 그래프.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기를 첨부도면에 도시된 실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 제1 실시예를 보인 종단면도이고, 도 2는 도 1에 따른 스크롤 압축기에서 압축기구부의 조립상태를 보인 부분 절개도이며, 도 3은 도 1에 따른 스크롤 압축기에서 선회스크롤을 도시한 분해사시도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 케이스(1)의 내부공간이 저압부인 흡입공간(11)과 고압부인 토출공간(12)으로 구분되고, 상기 케이스(1)의 흡입공간(11)에 회전력을 발생하는 구동모터(2)가 설치되며, 상기 케이스(1)의 흡입공간(11)과 토출공간(12) 사이에는 메인프레임(3)이 고정 설치된다. 상기 메인프레임(3)의 상면에는 고정스크롤(4)이 고정 설치되고, 상기 메인프레임(3)과 고정스크롤(4) 사이에는 상기 구동모터(2)의 크랭크축(23)에 편심 결합되어 상기 고정스크롤(4)과 함께 연속으로 이동하는 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성하는 선회스크롤(5)이 선회 가능하게 설치된다. 그리고 상기 메인프레임(3)과 선회스크롤(5) 사이에는 상기 선회스크롤(5)의 자전운동을 방지하기 위한 올담링(6)이 설치된다.

상기 케이스(1)의 상기 흡입공간(11)에는 흡입관(13)이 연통되도록 결합되는 반면 상기 토출공간(12)에는 토출관(14)이 연통되도록 결합된다.

여기서, 도면으로 도시하지는 않았으나, 상기 케이스는 밀봉된 소정의 토출공간이 구비되어 상기 고정스크롤(4)에 고정 결합되는 토출플레넘에 의해 저압부인 흡입공간과 고압부인 토출공간이 구획되거나, 또는 상기 고정스크롤의 상면에 고정되고 케이스의 내주면에 밀착되는 고저압분리판(미도시)에 의해서도 상기 케이스의 내부공간이 흡입공간과 토출공간으로 구획될 수도 있다.

상기 메인프레임(3)은 원판 모양으로 형성되어 그 중앙에는 상기 구동모터(2)의 크랭크축(23)이 삽입되어 반경방향으로 지지되는 축수구멍(31)이 형성되고, 상기 축수구멍(31)의 상단에는 소정의 깊이로 포켓부(32)가 연장 형성된다. 상기 포켓부(32)는 상기 크랭크축(23)을 통해 흡상되는 오일이 채워지는 동시에 후술할 선회스크롤(5)의 보스부(68)가 수용되어 선회운동을 할 수 있는 정도의 직경을 가지도록 형성된다. 그리고 상기 포켓부(32)의 바깥쪽에는 후술할 선회스크롤(5)의 베이스부(60)와 함께 스러스트 베어링면(S)을 형성하도록 프레임측 스러스트면(33)이 형성된다. 상기 프레임측 스러스트면(33)은 후술할 베이스부(60)의 베이스 플랜지(64)에 구비되는 베이스측 스러스트면(65)을 축방향으로 지지하여 스러스트 베어링면(S)을 형성한다.

상기 고정스크롤(4)은 그 경판부(41) 저면에 돌출되어 상기 선회스크롤(5)의 선회랩(52)과 함께 압축실(P)을 이루도록 인볼류트 형상으로 고정랩(42)이 형성된다. 상기 고정스크롤(4)의 경판부(41) 외주면에는 상기 케이스(1)의 흡입공간(11)과 압축실(P)이 연통되도록 흡입구(미도시)가 형성되고, 상기 고정스크롤(4)의 경판부(41) 중심에는 압축실(P)과 상기 케이스(1)의 토출공간(12)이 연통되도록 토출구(44)가 형성된다.

상기 선회스크롤(5)은 고정스크롤과 맞물리는 랩부(50)와, 상기 랩부(50)와 결합되는 베이스부(60)로 이루어진다. 상기 랩부(50)는 상기 고정랩(42)과 맞물려 압축실을 형성하는 선회랩(52)과, 상기 선회랩(52)과 일체로 형성되는 랩 플랜지(54)로 이루어진다. 상기 랩 플랜지(54)는 원판 형태를 가지며, 저면의 양측에 상기 베이스부(60)와 결합되기 위한 각각 키 형상부(56)가 형성된다.

상기 베이스부(60)는 상기 랩 플랜지(54)의 저면과 대향한 상태로 랩부(50)와 결합되는데, 구체적으로 상기 랩 플랜지(54)와 유사하게 원판 형태를 갖도록 형성되는 베이스 플랜지(64)와, 상기 베이스 플랜지(64)의 저면에 형성되어 상술한 크랭크축(23)과 결합되기 위한 보스부(68)로 이루어진다.

그리고, 상기 베이스 플랜지(64)의 상면의 양측 가장자리에는 상기 키 형상부(56)와 체결되기 위한 키홀(66)이 각각 형성된다. 상기 키 형상부가 키홀에 삽입되는 것에 의해서, 상기 랩부(50)는 베이스부(60)에 대해서 상기 크랭크축의 축방향으로는 이동가능하지만, 상기 베이스부의 반경방향 또는 원주방향에 대해서는 이동이 불가능하도록 결합된다. 다만, 상기 랩부(50)의 축방향 이동은 상기 고정스크롤과 상기 메인프레임(3) 사이의 간격에 의해 제한되므로, 상기 키 형상부(56)는 상기 키홀(66)의 내부에 삽입된 상태를 유지하게 된다. 즉, 볼트체결이나 용접과 같은 방식을 사용하지 않고, 단순히 키 형상부를 키홀에 삽입하는 것만으로도 양자가 안정적으로 결합될 수 있다.

아울러, 상기 베이스부(60)의 저면에 상술한 자전방지기구로서의 올담링(6)이 결합된다. 구체적으로, 상기 올담링(6)은 상기 베이스 플랜지(64)의 저면과 접하는 링 형상부(6a)를 포함하고 있으며, 상기 링 형상부(6a)의 저면 양측에는 180도의 위상차를 갖는 상태에서 두 개의 제1 돌기부(6b)가 형성되어 있다. 상기 제1 돌기부(6b)는 상기 메인프레임(3)에 형성된 제1 돌기부 홈(3a)에 삽입된다. 그리고, 상기 링 형상부(6b)의 상면 양측에는 역시 180도의 위상차를 갖는 상태에서 두 개의 제2 돌기부(6c)가 형성된다. 상기 제2 돌기부(6c)는 상기 베이스 플랜지(64)의 저면에 각각 형성되는 제2 돌기부 홈(64a)에 삽입된다.

이를 통해, 상기 크랭크 축(23)이 회전력이 상기 베이스부(60)에 전달되어도 상기 올담링(6)에 의해 베이스부(60)는 자전이 방지된 상태에서 선회운동을 하게 되고, 상기 베이스부(60)에 반경방향이동이 제한되도록 결합된 랩부(50)도 상기 베이스부(60)와 함께 선회운동을 하게 된다.

상기 베이스 플랜지(64)의 상면에는 실링(62a)에 의해 구획되는 배압실(62)이 형성된다. 도 4를 참조하면, 상기 배압실(62)은 상기 랩 플랜지((54)의 저면과 상기 베이스 플랜지(64)의 상면 사이에 위치하게 되며, 상기 베이스 플랜지(64)에 삽입 고정되는 실링(62a)에 의해서 상기 배압실(62) 내부공간이 상기 저압공간(11)으로부터 차단되게 된다. 그리고, 상기 배압실(62)의 내부공간과 상기 압축실 사이를 연통시키는 배압홀(54a)이 상기 베이스 플랜지(64)를 관통하여 형성된다.

따라서, 냉매를 흡입하여 압축하는 과정에서 상기 압축실 내에 존재하는 압축된 냉매의 일부가 상기 배압홀(54a)을 통해서 상기 배압실의 내부로 유입되게 된다. 이렇게 배압실의 내부압력이 상기 베이스 플랜지(64) 주위의 압력보다 높아지므로 상기 베이스부(60)가 상기 랩부(50)로부터 축방향을 따라서 상승하게 되고, 이를 통해서 상기 고정스크롤의 저면과 상기 선회랩(52) 사이에서 실링이 이루어지게 된다.

상기 배압실의 내부 압력은 상기 배압홀의 위치에 따라 결정될 수 있다. 즉, 상기 배압홀이 상기 선회스크롤의 선회랩(52)의 중심에 가깝게 이동할 수록 상기 배압실 내부의 압력은 증가하게 되며, 외측으로 이동할수록 배압실 내부의 압력은 감소하게 된다.

도 5a 내지 도 5c는 선회랩과 고정랩에 의해 냉매가 압축되는 과정을 개략적으로 도시한 평면도로서, 실선은 고정랩(42)의 중심선에, 점선은 선회랩(52)의 중심선에 각각 해당된다. 그리고, 도 5c는 압축실 내의 압력이 토출압에 도달하여 토출이 이루어지기 시작한 경우에 해당된다. 상술한 바와 같이, 스크롤 압축기의 작동 원리상, 선회랩과 고정랩에 의해 형성되는 압축실 내의 압력은 압축과정에서 연속적으로 변하게 된다. 따라서, 선회랩의 임의의 지점에서의 압력 또한 하나의 압축 사이클 내에서 연속적으로 변하게 된다.

예를 들어, 상기 배압홀이 지점 a에 있는 경우, 상기 지점 a는 상기 압축과정에서 토출압으로 유지되는 위치에 있으므로 상기 배압실에는 토출압과 동일한 압력이 가해지게 된다. 이 경우, 과도한 배압으로 인해 고정스크롤의 저면과 선회랩 사이의 축방향 마찰력(thrust force)이 높게 발생하므로 마찰 손실이 커지게 된다. 또한, 토출압의 경우 상기 압축기에 가해지는 압축부하량에 따라서 달라지기 때문에, 배압홀을 지점 a와 같이 토출압이 지속적으로 인가되는 지점에 형성하는 경우에, 상기 축방향 마찰력이 부하에 따라 달라지므로 압축기의 성능에 영향을 주게 된다. 구체적으로, 상기 지점 a는 토출개시각 이내의 범위에 해당된다.

도 5b와 같이, 지점 b는 압축 과정에서 소정 시간 동안에는 토출압이, 그 외의 시간에는 흡입압과 토출압 사이의 중간압이 인가되는 지점이다. 따라서, 배압홀을 지점 b에 인가하는 경우 적정 정도의 배압력을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 토출압이 부하 변동 등의 이유로 인해서 변화하는 경우에도 중간압으로 인해 어느 정도 완충되므로 부하 변동으로 인한 영향이 어느 정도 상쇄될 수 있게 된다. 본 발명자의 연구 결과 상기 지점 b는 상기 선회랩의 토출개시각으로부터 인볼류트 위상차 180도 이내의 범위에 해당되는 것을 확인하였다.

도 5c와 같이, 지점 c의 경우에는 압축 과정에서 지속적으로 중간압 만이 인가되는 지점으로서, 지점 c에 배압홀을 형성하는 경우에는 배압력이 지나치게 낮아 충분한 정도의 실링을 얻기가 힘들고, 그로 인해서 냉매 누설이 야기될 우려가 높다.

도면 중 미설명 부호인 7은 서브프레임, 8은 토출밸브, 21은 고정자, 22는 회전자, 23a는 오일유로이다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 스크롤 압축기에서는, 냉매가 냉동사이클로부터 흡입관(13)을 통하여 상기 케이스(1)의 저압부인 흡입공간(11)으로 유입되고, 상기 흡입공간(11)의 저압냉매는 고정스크롤(4)의 흡입구를 통해 압축실로 유입되어 상기 선회스크롤(5)에 의해 선회스크롤과 고정스크롤의 중앙으로 이동하면서 압축되었다가 상기 고정스크롤(4)의 토출구(44)를 통해 상기 케이스(1)의 토출공간(12)으로 토출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 상기 크랭크축(23)의 오일유로(23a)를 통해 흡상되는 오일은 그 오일유로(23a)의 상단에서 상기 메인프레임(3)의 포켓부(32)로 흘러 고이고, 이 오일은 상기 선회스크롤(5)의 선회운동시 그 선회스크롤(5)의 보스부(32)에 의해 교반되면서 상기 메인프레임(3)과 선회스크롤(5) 사이의 스러스트 베어링면(S)으로 공급된다. 하지만, 상기 선회스크롤(5)이 랩부(50)와 베이스부(60)로 구분되고, 그 랩부(50)와 베이스부(60)의 사이에 배압실(62)이 형성됨에 따라 상기 베이스부(60)는 배압실(62)의 압력에 의해 메인프레임(3)측으로 밀려나게 된다. 그러면 상기 베이스부(60)의 베이스 플랜지(64)가 메인프레임(3)에 밀착되면서 스러스트 베어링면(S)이 과도하게 압착되어 상기 포켓부(32)의 오일이 스러스트 베어링면(S)으로 충분하게 공급되지 못할 수 있다.

이를 감안하여, 본 실시예에서는 도 6a 내지 도 8b에서와 같이, 상기 스러스트 베어링면(S)의 일측, 본 실시예에서는 메인프레임(3)의 스러스트면(33)에 환형 또는 다수개의 미세홈 또는 원호형으로 된 저유홈(35)이 형성될 수 있다. 이에 따라 상기 선회스크롤(5)의 베이스부(60)가 메인프레임(3)에 밀착되어 스러스트 베어링면(S)이 긴밀하게 압착되더라도 상기 포켓부(32)의 오일이 저유홈(35)에 저장되어 상기 스러스트 베어링면(S)을 원활하게 윤활할 수 있게 된다. 여기서, 상기 저유홈(35)의 내주면에는 그 저유홈(35)을 상기 포켓부(32)와 연통시키는 오일안내홈(36)이 방사상으로 더 형성될 수 있다.

아울러, 상기 포켓부(32)와 보스부(68) 사이의 간극을 최소한으로 좁혀 상기 보스부(68)가 포켓부(32)에 고인 오일을 충분하게 교반하면서 오일펌핑효과를 극대화함으로써 상기 메인프레임(3)과 선회스크롤(5) 사이의 스러스트 베어링면(S)으로 충분한 양의 오일이 공급될 수 있도록 할 수 있다.

도 9는 포켓부의 내경과 보스부의 외경 사이의 관계를 설명하기 위해 보인 개략도이고, 도 10은 포켓부의 내경과 보스부의 외경 사이의 간극 대비 포켓부 내경의 비율변화에 따른 오일펌핑효과를 비교하여 보인 그래프이다.

통상, 동압(dynamic pressure)은 회전속도의 제곱에 비례하여 발생하고, 스러스트 베어링면으로 공급되는 오일공급효과(pumping effect)인 정압(static pressure)으로 나타난다. 그리고 오일공급효과는 메인프레임의 스러스트면 내측과 보스부의 외측간 간극이 작을수록 커지게 된다.

여기서, 회전속도는 선회스크롤(5)의 보스부 외측반경(r)과 편심길이(a)의 합인 보스부(68)의 선회반경(a+r)의 크기에 비례하게 된다. 따라서, 선회반경(a+r)의 제곱에 비례하는 오일공급효과는 상기 포켓부(32)의 내주면과 보스부(68)의 외주면 사이의 간극(ε)이 0(zero)일 때 최대값(100%)이 되고, 간극(ε)이 커짐에 따라 점차 낮아지게 된다. 그러므로, 압축기의 냉력을 향상시키기 위해 대략 80% 정도의 오일공급효과를 얻기 위해서는 도 10에서와 같이 상기 포켓부의 내경(R) 대비 간극(ε)의 비율(ε/R)이 대략 0.08 이하, 더 정확하게는 0.07 이하를 가지도록 상기 포켓부(32)와 보스부(68)를 형성하는 것이 바람직할 수 있다.

3 : 메인프레임 31 : 축수구멍
32 : 포켓부 33 : 스러스트면
35 : 저유홈 36 : 오일안내홈
4 : 고정스크롤 42 : 고정랩
5 : 선회스크롤 50 : 랩부
52 : 선회랩 54 : 랩 플랜지
60 : 베이스부 62 : 배압실
62a : 실링 64 : 베이스 플랜지
65 : 스러스트면 68 : 보스부
a : 보스부의 편심길이 r : 보스부의 외측반경
a+r : 포켓부의 선회반경 R : 포켓부의 내측반경
ε : 보스부와 포켓부 간격

Claims (11)

1. 케이스;
   상기 케이스 내에 설치되는 고정스크롤;
   상기 고정스크롤과 맞물려 압축실을 형성하고, 상기 고정스크롤과 함께 스러스트 베어링면을 형성하는 랩부;
   상기 랩부와 결합되고 그 랩부와의 사이에 배압실이 형성되어 상기 랩부를 상기 고정스크롤 측으로 이동 가능하게 지지하는 베이스부;
   상기 베이스부의 배면에 결합되어 상기 베이스부와 랩부를 편심회전시키는 구동 모터; 및
   상기 베이스부를 축방향으로 지지하여 스러스트 베어링면을 형성하며, 상기 케이스 내에 설치되는 메인프레임;을 포함하며,
   상기 베이스부와 메인프레임 사이의 스러스트 베어링면에는 오일이 담기도록 저유부가 형성되고,
   상기 랩부와 베이스부 사이에 상기 압축실과 연통되는 배압실이 형성되며,
   상기 랩부에는 상기 배압실과 압축실을 연통시키는 배압홀이 관통 형성되며,
   상기 배압홀은 상기 배압실에 토출압 및 상기 토출압과 흡입압 사이의 값으로 정의되는 중간압이 모두 인가될 수 있도록 하는 위치에 형성되는 스크롤 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 베이스부는 상기 구동 모터의 회전축과 결합되는 보스부가 포함되고, 상기 메인프레임에는 상기 보스부가 수용되어 선회운동을 하도록 포켓부가 형성되며, 상기 포켓부의 바깥쪽과 이에 대응하는 상기 베이스부의 저면에는 함께 스러스트 베어링면을 이루도록 스러스트면이 각각 형성되고,
   상기 스러스트면들 중에서 적어도 어느 한 쪽에 상기 저유부가 형성되는 스크롤 압축기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 포켓부의 내주면과 상기 보스부의 외주면 사이의 최대간극을 ε라고 하고 상기 포켓부의 반경을 R이라고 할 때,
   상기 포켓부의 반경 대비 최대간극의 비율(ε/R)이 0.08 이하가 되도록 형성되는 스크롤 압축기.
4. 삭제
5. 제2항에 있어서,
   상기 저유부는 환형홈 또는 다수 개의 미세홈 또는 복수 개의 원호형 홈 중에서 어느 한 개로 형성되는 스크롤 압축기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 저유부는 그 내주면이 상기 포켓부와 연통되도록 오일안내부가 형성되는 스크롤 압축기.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 제1항 내지 제3항 및 제5항 및 제6항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이스는 서로 다른 압력을 갖는 두 개의 공간으로 구획되며, 상기 랩부 및 베이스부는 두 개의 공간 중 상대적으로 낮은 압력을 갖는 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.

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